一种新型热湿独立控制系统冬季工况下的实验研究

热湿独立控制系统对显热和潜热负荷分开独立处理和控制,通常比传统热泵空调系统高效节能。在冬季工况下对一种新型的湿负荷处理系统(DESICA)以及其与VRV组合构成的热湿独立控制系统进行了实验测试,并将实验结果与传统全热交换器(HRV)和VRV构成的复合系统进行比较研究。研究结果表明:与传统HRVVRV复合系统相比,DESICAVRV复合系统能提供更舒适的室内环境(室温21℃左右,相对湿度50%左右);同时,DESICAVRV系统的能耗降低9%。     

吸附除湿换热:弱关联热质耦合传递过程

传统上,湿空气流经除湿换热器的热质传递过程被认为是耦合过程,这使得研究该过程的热质传递规律及除湿换热器的优化设计变得十分困难。为此,在对实验结果分析的基础上,通过少量的近似处理,提出了一种的对该热质传递过程进行解耦分析的处理方法,从理论上揭示了该类型的单元式固体吸附除湿空调具备天然的温湿度独立处理能力,为后续的空调系统性能分析及除湿换热器的优化设计提供了一个简单有效的分析方法。     

硅藻-氯化锂复合除湿剂制备及吸附性能

以硅藻为多孔基质,氯化锂为浸渍盐,配制了硅藻-氯化锂复合除湿剂。采用麦克公司生产的ASAP2020物理吸附仪测量了复合硅藻的比表面积、孔径等微观结构参数。通过对吸附仪的改进,对复合除湿剂的水蒸气吸附性能进行了测试研究,并与纯硅藻基质以及常见硅胶除湿剂的吸附性能进行对比。氮气吸附测试显示复合除湿剂的比表面积、孔体积参数较纯硅藻基质有明显下降,表明氯化锂颗粒充分浸入到硅藻孔隙中。水蒸气吸附测试表明复合硅藻除湿剂的吸湿性能较纯硅藻基质及硅胶除湿剂有着显著提高。此外,基于Polanyi吸附势理论对复合除湿剂吸附特征曲线的拟合研究发现复合除湿剂的吸附特征曲线包括3个部分。     

硅胶嵌入多孔纸基对苯蒸气吸附性能

苯蒸气作为一种典型的有害VOC污染物，研究对其的高效净化处理具有重要意义。纸基材料是一种密度小、孔隙率高、机械强度高的多孔材料，分析以木浆纤维纸、陶瓷纤维纸作为多孔基材，通过多次硅溶胶浸泡的方法制得硅胶嵌入多孔纸基吸附材料样片。通过扫描电镜SEM研究两种纸基材料表面的形貌及结构，采用重量法蒸气吸附仪对不同上胶次数的两种基材样片进行吸附性能测试。测试结果表明：木浆纤维纸和陶瓷纤维纸6次上胶率高达3.38 g/g和8.66 g/g; 0.1分压苯蒸气下30 min样片吸附量即可达到最大吸附量的80%；两种硅胶嵌入多孔纸基样片吸附容量在0.8分压苯蒸气下均超过100 mg/g；在4次上胶时样片表现出最佳的苯蒸气吸附性能。此外，通过对实验结果进行分段拟合得到吸附特征曲线。     

基于硅胶干燥剂的多孔基材性能测试

多孔性基材作为干燥剂的载体,对除湿转轮的性能有重要影响。本文选择了木浆滤纸(WPFP)、陶瓷纤维纸(CFP)和玻璃纤维纸(GFP)3种多孔基材进行研究。采用Hot Disk、扫描电镜、压汞仪及ASAP2460对3种材料的基本物性进行表征,将基材多次浸泡JN-30硅溶胶,并在恒温恒湿箱中高温高湿工况下进行吸附实验,对比3种基材本身及上胶后的吸附及脱附能力。结果表明:上胶次数对3种材料的影响相似,基材上胶后整体的饱和吸附量增大、达到饱和状态的时间变长,但上胶次数过多会导致每次上胶增加量减少,上胶次数不能超过5次。木浆滤纸相比于陶瓷纤维纸和玻璃纤维纸具有更好的亲水性及更高的上胶率,且亲水性相比于孔隙率对上胶率的影响更大,单位面积基材上胶后整体的吸附量最大、达到饱和状态的时间较长,符合LDF模型的模拟结果,且脱附能力较好,适用于除湿转轮的制作。     

硅胶嵌入多孔纸基对苯蒸气吸附性能

苯蒸气作为一种典型的有害VOC污染物,研究对其的高效净化处理具有重要意义。纸基材料是一种密度小、孔隙率高、机械强度高的多孔材料,分析以木浆纤维纸、陶瓷纤维纸作为多孔基材,通过多次硅溶胶浸泡的方法制得硅胶嵌入多孔纸基吸附材料样片。通过扫描电镜SEM研究两种纸基材料表面的形貌及结构,采用重量法蒸气吸附仪对不同上胶次数的两种基材样片进行吸附性能测试。测试结果表明:木浆纤维纸和陶瓷纤维纸6次上胶率高达3.38 g/g和8.66 g/g;0.1分压苯蒸气下30 min样片吸附量即可达到最大吸附量的80%;两种硅胶嵌入多孔纸基样片吸附容量在0.8分压苯蒸气下均超过100 mg/g;在4次上胶时样片表现出最佳的苯蒸气吸附性能。此外,通过对实验结果进行分段拟合得到吸附特征曲线。     

新型半解耦式除湿热泵系统的降温除湿性能

提出一种新型半解耦式除湿热泵系统,并对该系统在夏季工况下的降温除湿性能进行了测试。结果表明,该系统可实现对空气温湿度的高效处理：送风温湿度分别为18.36℃、11.67 g/kg,送风温度波动范围仅为1℃,系统COP高达4.71。此外,还对不同新风温湿度下的系统性能进行了实验研究。     

海藻酸钠-醋酸纤维素复合薄膜的制备及除湿性能测试

为提高膜式全热交换器的除湿效率,以海藻酸钠为表面活性层,醋酸纤维素膜为支撑层,氯化锂为亲水添加剂制备了一种新型除湿复合膜。测试了复合膜的水蒸气透过量和水溶性,对薄膜结构进行表征及分析了应用复合膜的全热交换器的传质系数。研究结果表明：复合膜的水蒸气透过量随氯化锂含量增加而高达4.42×10^-5g·m^-2·s^-1·Pa^-1,是无氯化锂复合膜的1.56倍,商用纸膜的2.63倍。表面活性层水溶性介于18.29%~28.55%之间,具有一定的防水耐水性。热重曲线表明通入55℃干燥空气复合膜可实现再生,红外光谱图显示出海藻酸钠为复合膜引进大量亲水性羟基。最后,将复合膜应用到全热交换器中,并与商用纸膜换热器在传质系数上进行了分析比较。     

除湿换热器串联换热器强化除湿降温性能实验研究

除湿换热器可以同时处理显热与潜热负荷,但由于吸附热的影响,存在热湿负荷处理不同步及显热负荷处理能力不足的问题。本文提出了在除湿换热器后面串联一个显热换热器对空气进行二次处理,搭建了实验台对除湿换热器串联换热器情况下除湿降温过程的动态性能进行测试,并且在实验中分析了水温、进风温度、湿度、速度等主要参数对除湿量、降温量、制冷功率、COP的影响。结果表明:增加显热换热器可以大幅度增加处理空气的平均降温温差,在除湿初期阶段效果尤为明显,同时系统的制冷量也明显提高。此外,分析各参数对实验结果的影响可知,冷水温度与热水温度升高都可以有效提高系统制冷量与COP,空气的温湿度升高会提升系统性能,空气流速变慢对系统平均除湿量与有效除湿时间有明显的提升。     

基于活性碳纤维毡复合吸附剂的储热性能

研制了一种以活性碳纤维毡为基质、氯化锂（LiCl）为吸湿盐的复合吸附剂,并辅以硅溶胶进行固化成型。该复合吸附剂可用于以水为吸附质的热化学吸附储热系统,并对其微观结构、吸附性能和储热性能进行了表征研究。制备了不同含盐量的复合吸附剂样品,并根据样品的溶液泄漏现象,确定ACFLi30为最佳样品。通过试验测量,获得ACFLi30样品的热导率、孔比表面积、孔体积和孔径等参数。并对多种温湿度工况下的平衡和动态吸附性能进行测试,研究了不同温湿度条件下样品的吸附特性。结果表明样品的吸水量可达1.1 g/g（20℃、75% RH）。利用同步热分析仪测试了复合吸附剂的储热密度,ACFLi30的质量和体积储热密度分别达到1.08 kW·h/kg和588.2 kW·h/m³。与膨胀蛭石和活性氧化铝等基质相比,活性碳纤维毡基质在体积储热密度更具优势。